基于航天器故障树的过程性诊断方法研究

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1、第29卷第1期2010年2月飞行器测控学报JournalofSpacecraftTT&CTechnologyV01．29No．1Feb．2010基于航天器故障树的过程性诊断方法研究。刘帆，张玉锋，李明，李怡(西安卫星测控中心·陕西西安·710043)摘要：针对航天器故障过程性推理的实际需求，提出采用故障树的节点式知识表示方法和过程推理机制处理航天器过程性知识和陈述性知识，同时为实现对航天器故障的诱因定位和早期预测功能，设计了故障树双向混合推理算法。关键词：航天器}故障树；过程性诊断；可信度中图分类号：TPl82

2、文献标识码：A文章编号：1674-5620(2010)01—0012—05StudyofProceduralFaultDiagnosisMethodBasedonSpacecraftFaultTreeLIUFan，ZHANGYu—feng，LIMing，LIYi(Xi’anSatelliteControlCenter，Xi’an，ShaanxiProvince710043)Abstract：Basedontheneedofproceduralreasoninginspacecraftfaultdiagnosis

3、，thispaperintroducesnodeknowl—edgerepresentationmethodandprocessfaultdiagnosismechanismoffauhtreetOhandlebothdeclarativeknowledgeandproceduralknowledge．ImprovedbidirectionalandmixedinferencealgorithmoffaulttreeisalsodesignedtOlo-catethefaultsourceandtOforeca

4、stearlystageofspacecraftfault．Keywords：Spacecraft；FaultTree；ProceduralDiagnosis；Confidence0引言航天器故障诊断知识一般可分为陈述性知识和过程性知识2大类。其中，陈述性知识多表现为树形结构，即航天器故障树，它偏重于表征故障的静态特性，即事物的属性以及事物间的关系；而过程性知识则侧重于表征故障的动态特性，即事物的发展变化以及解决故障的步骤D-z]。目前，在航天领域得到广泛应用的产生式推理技术适用于处理陈述性知识，而对于过程性知

5、识处理能力较弱。因此，对于航天器故障诊断问题来说，寻找一种能够兼顾陈述性知识和过程性知识是十分必要的。1航天器过程性知识表示方法分析过程性知识在航天器故障诊断领域中普遍存在。图l为一个典型的航天器蓄电池组充电故障诊断知识模式，表1为该诊断知识模式的相关事件[3]。从图1中可以看到，只有在得出结论H-“阳照圈1阳照区蓄电池组充电故障模式区蓄电池未充电”后，才会进行H：“蓄电池组充电失败”的相关故障树推理，图中的箭头就表示这种过程性推理关系。一般情况下，过程性诊断知识表示包含“激发条件”、“推理操作”和“结束”等3

6、个部分，即：“激发条件”是整个事件发生和进行的必要操作，也是过程的起始点。只有当知识库中已知事实和过·收稿日期：2009—08～10；修回日期：2009一09—21第一作者简介；刘帆(1978～)，男，硕士，工程师，研究方向为智能诊断和智能算法；E-mail；pandafanfan@163．com第1期刘帆。等：基于航天器故障树的过程性诊断方法研究13程的“激发条件”相匹配时，该过程才能被激活。“推理操作”是由一系列的子目标构成。过程激活后，按照规定好的推理操作步骤一步一步进行推理操作。“结束”是过程的最后一个

7、操作。在此步骤中，过程跳回上级调用点，给出过程所得的结果。表1阳照区蓄电池组充电故障事件2节点式故障树知识表示方法为了充分利用航天器诊断知识，兼顾诊断系统处理陈述性知识和过程性知识的需要，本文采用了故障树的节点表示方法[4]。这种方法将故障事件的层次关系、不确定度量值等属性都封装到故障树节点内，每个节点用一个结构体表示出来，形式如图2。序号：101内容：蓄电池充电失败父节点：一类型：根节点根结点序号：i01所在层数：1运算符号：ANDCF：一⋯⋯激发条件根节点：55序号：123内容：BDR记分超限父节点：121

8、类型：中间节点根结点序号：101所在层数：2运算符号：0RCF：0．6激发条件根节点；55图2故障节点示例序号：145内容：充电阵无输出父节点：143类型；叶节点根结点序号；101所在层数：5运算符号：一CF：0．9激发条件根节点：55从图2中可以看到，故障树节点包含许多属性，如图3所示。这些属性按照所起作用的不同可被划分为3种类型：标示属性、关系属性、推理属性。嘤、、甲／＼园77图3